样品杨氏模数mpa黏弹性参数.pptVIP

* 逆向方法來探討有無加入奈米粉末環氧樹脂的力學性質 南台科技大學 工程力學實驗室 指導教授 : 劉乃上 研究生 : 阮國維 * 大綱 前言 材料與實驗方法 數值方法 結果與討論 結論與未來展望 * 前言 環氧樹脂(EPOXY) 為一般常見的高分子材料，具有高穩定性、高加工性及 高強度等特性 應用方面有基層、塗料、灌注、接著、土木工程等 有限元素分析(Finite Element Analysis) 有限元素分析可分為兩種運用方式 有限元素分析(Finite Element Analysis) 逆向方法-有限元素分析(Inverse -Finite Element Analysis) * 前言 有限元素分析(Finite Element Analysis) 一般較常見的分析方法，可運用分析的方式來得到結構 反應(變形、力量等)，通常材料特性部份皆已知 逆向方法-有限元素分析(Inverse -Finite Element Analysis) 利用有限元素能計算出結構反應的結果，進而延伸出的 方式，藉與實驗結果相互比較，進而找出未知材料性質 參數的一種方法 * 前言 動機 由文獻[1]可得知環氧樹脂可作為生物試片的基底，以利實驗時使用 環氧樹脂具黏彈性，其特性或多或少皆會影響實驗結果，因此有探討的必要性 目的 探討有無添加奈米粉末對環氧樹脂力學性能的影響 利用逆向方法-有限元素分析來找出有無奈米粉末環氧樹脂之對應的材料參數，以瞭解其力學特性 * 材料與實驗方法 樣品製備準備 樹脂-EpoxiCure Epoxy Resin (20-8130-032) 硬化劑-EpoxiCure Epoxy Hardener (20-8132-008) Al2O3 奈米粉末 製作程序 將樹脂與硬化劑互相混合(5:1)，攪伴1分鐘後倒入模具內，其固化時間約為6小時 無添加粉末環氧樹脂 添加Al2O3粉末環氧樹脂 * 材料與實驗方法 測試方法: 壓縮-保持(ramp-hold)測試 位移速率: 0.1mm/sec,0.01mm/sec 位移: 0.3mm 保持時間: 600sec 壓痕-保持(ramp-hold)測試(採用1/8吋鋼珠壓痕器) 位移速率: 0.01mm/sec,0.001mm/sec 位移: 0.1mm 保持時間: 1300sec 無添加粉末環氧樹脂 添加Al2O3粉末環氧樹脂 * 數值方法 模式有哪些信誉好的足球投注网站法(Pattern search method) 直接式的有哪些信誉好的足球投注网站法 在計算時不需要目標函數的導數 Example : 1. 給予一初始值x0=(2,1.5) 2. 加入模式有哪些信誉好的足球投注网站的方向 3. 計算下列網格點 [1,0] + x0 = [3,1.5] [0,1] + x0 = [2,2.5] [-1,0] + x0 = [1,1.5] [0,-1] + x0 = [2,0.5] * 數值方法 最小平方法(The Leasted Squered Method) 一種數學優化方式，利用最小化誤差的平方和來尋找數據的最佳參數。 Example : 1.假使有n個實驗值(x1,y1)、(x2,y2)…(xn,yn) 2.每一個xi對應一個模擬分析的Yi值 3.計算模擬分析值與實驗值之間的差異 4.如計算得到最小值，則取得最佳 模擬參數 * 數值方法 有限元素分析(Finite Element Analysis,FEA) 模型採用軸對稱建立 材料設定為3參數線性-黏彈性模形 (g1、g2、g3、τ1、τ2、τ3) 網格大小的選擇 * 數值方法 執行實驗 初始參數 實驗結果(數據) FEA 模擬結果(數據) 最小平方法擬合 參數解 最佳參數解 Update GPS 最佳化 * 結果與討論 實驗結果-壓痕測試 * 結果與討論 實驗結果-壓縮測試 * 結果與討論 模擬結果-壓痕 樣品 楊氏模數 (MPa) 黏彈性參數 g1 g2 g3 τ1 τ2 τ3 Original 1650 0.2 0.2 0.1 20 220 1015 0.25g Al2O3 1711 0.2 0.2 0.1 21 222 1114 * 結果與討論 模擬結果-壓縮 樣品 楊氏模數 (MPa) 黏彈性參數 g1 g2 g3 τ1 τ2 τ3 Original 413 0.05 0.02 0.02 12 204 3072 0.25g Al2O3 435 0.05 0.02 0.02 12 204 49